吳肖涌,梅應(yīng)虎
(液化空氣(杭州)有限公司,浙江 杭州 310015)
規(guī)整填料生產(chǎn)線設(shè)備綜合效率研究初探
吳肖涌,梅應(yīng)虎
(液化空氣(杭州)有限公司,浙江 杭州 310015)
本文介紹了以建立數(shù)學模型為基礎(chǔ)、計算規(guī)整填料生產(chǎn)線設(shè)備綜合效率的方法;并通過對設(shè)備綜合效率三要素的分析和車間觀察,找出設(shè)備生產(chǎn)效率較低的原因,提出改進措施并得到了效果驗證。該研究方法可為其它企業(yè)提供參考。
規(guī)整填料生產(chǎn)線;設(shè)備綜合效率;OEE三要素;設(shè)備6大損失
在現(xiàn)代企業(yè)推進TPM和精益生產(chǎn)的過程中,對設(shè)備綜合效率(OEE)的研究,一直是一項基礎(chǔ)且極為重要的工作。這是因為:OEE是設(shè)備實際生產(chǎn)能力相對于理論產(chǎn)能的比率,是國際上公認的、能夠科學且客觀衡量設(shè)備生產(chǎn)效率的指標;通過對OEE研究和現(xiàn)場觀察,可以找出有多少效率損失發(fā)生在哪些環(huán)節(jié),以便采取改進措施。
OEE是時間開動率、性能開動率和合格品率三要素的乘積。其中,時間開動率=開動時間÷負荷時間;性能開動率=凈開動率×速度開動率=產(chǎn)品理論加工周期×加工數(shù)量÷開動時間;合格品率=合格品數(shù)量÷加工數(shù)量;如果將相乘的三要素展開可得:OEE=產(chǎn)品理論加工周期×合格品數(shù)量÷負荷時間。OEE也可以直接表述為“合格品理論加工時間與負荷時間的比值”;性能開動率也可以直接表述為“產(chǎn)品(合格品和不合格品)理論加工時間與開動時間的比值”;合格品率也可以直接表述為“合格品理論加工時間與產(chǎn)品(合格品和不合格品)理論加工時間的比值”。
1.1 生產(chǎn)線的概況
規(guī)整填料生產(chǎn)線是空氣分離設(shè)備制造企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備;它由松卷機、沖壓機、清洗機、剪切機四個單元組成。安裝在松卷機上的箔料,以彎曲軟帶方式進入沖壓機內(nèi);箔料經(jīng)沖壓成形、被制作成填料帶;填料帶以彎曲軟帶方式進入清洗機內(nèi);洗凈干燥后的填料帶經(jīng)剪切機按照圓的不同弦長自動剪切成填料片;填料帶在清洗機內(nèi)和剪切機上的驅(qū)動由剪切機運行機構(gòu)完成;填料片切斷后被操作人員取走、正反疊放并包裝成圓盤狀的規(guī)整填料。
1.2 車間作息時間
上班時間為8:00~16:30;8:00~8:20是早會時間;11:15~11:30是餐前休息時間;11:30~12:15是進餐時間;12:15~12:30是餐后休息時間;16:00~16:15是班后整理時間;16:15~16:30是洗浴時間;班中有4次15分鐘的模具潤滑、清理與短暫休息時間。
1.3 車間現(xiàn)場觀察
(1)剪切機每次剪切時間為0.1分鐘,每片剪切損料長度為10mm。(2)操作人員沒有完全按照操作規(guī)程要求進行沖壓機運行速度的設(shè)置,如:制作波距為19mm填料片時,操作規(guī)程要求設(shè)置為320轉(zhuǎn)/分鐘,但有的設(shè)置為約300轉(zhuǎn)/分鐘、有的設(shè)置得更低。經(jīng)詢問得知,設(shè)置為約300轉(zhuǎn)/分鐘的是因為未設(shè)置到位;設(shè)置得更低的是因為:有2條生產(chǎn)線沖壓機被安裝在底盤上、底盤接觸地面面積大,如果設(shè)置為320轉(zhuǎn)/分鐘則地面振動會很大(注:2臺沖壓機安裝了底盤,是為了滿足遠程移動式制造的集約化運輸需要)。(3)箔料軟帶一般一直處于低位,即松卷機展開箔料卷的速度遠大于沖壓機進給速度(只有當松卷機出現(xiàn)故障時,箔料軟帶才會被拉直)。(4)填料帶軟帶變化情況很大:或處于低位、或處于高位、或被拉直;當軟帶處于最低位時,沖壓機運行停止;當軟帶處于最高位時,剪切機運行停止。(5)剪切機運行機構(gòu)采用伺服系統(tǒng),其啟動和停止能在瞬間完成,運行速度是勻速的;剪切機運行速度是由人機界面設(shè)置的。(6)剪切機上有一只能感應(yīng)到填料片的檢測器;如果填料片切斷后沒有被操作人員及時取走,檢測器感應(yīng)到檢測信號,則剪切機運行機構(gòu)不啟動、形成剪切后的短暫停機;觀察中我們將這一功能的設(shè)計稱為“防呆設(shè)計”。
2.1 合格填料片總長度的計算
用Excel軟件編制含有函數(shù)計算功能的填料片長度計算表(見表1,每片填料片長度以圓的弦長為數(shù)學模型計算),輸入“填料直徑”和“填料片厚度”,表格會自動生成“整只填料的填料片總片數(shù)”和“每片填料片長度”;從剪切機人機界面上讀取開始制作和制作結(jié)束時的填料片序號,根據(jù)填料片序號和表格求和功能,在表格中讀出計算周期內(nèi)合格填料片總長度。
2.2 剪切機運行速度理論值的計算
考慮到填料帶成形速度、填料帶軟帶裕量和剪切時間,剪切機運行速度應(yīng)該設(shè)置為略大于或等于填料帶成形速度(即沖壓機運行速度與填料片波距的乘積);如果設(shè)置值小于該值,則填料帶成形速度超前于剪切機運行速度,填料帶軟帶經(jīng)常處于最低位,沖壓機也經(jīng)常處于停止運行狀態(tài),影響了設(shè)備生產(chǎn)效率的發(fā)揮;如果設(shè)置值大于該值很多,填料帶可能會因為運行速度太快、不能被清洗機完全除盡油脂和干燥,不能達到空氣分離設(shè)備制造技術(shù)標準的要求。
為了方便計算,選取剪切機運行速度理論值=沖壓機運行速度×填料片波距=V×λ。
2.3 生產(chǎn)線OEE的初步計算結(jié)果
OEE=合格品理論加工時間÷負荷時間;負荷時間=日歷工作時間-計劃停機時間-設(shè)備外部因素停機時間;表2中的1~3三個研究項次給出了OEE的初步計算結(jié)果。
3.1 差距
從表2中可以看出,研究項次1~3的OEE=40%~64%,處于一個較低的水平;這與OEE=85%的世界級標準存在著很大的差距,需要采取改進措施、提升OEE指標。
3.2 OEE三要素的還原
為了分析OEE低的原因,必須還原OEE三個要素值;還原的目的是為了尋找效率損失發(fā)生在哪里。表2備注欄4已計算出了研究項次3的OEE三要素值,從中不難發(fā)現(xiàn):OEE低(等于64%)的主要原因是性能開動率低(等于66.0%)。
3.3 設(shè)備六大損失與OEE三要素的關(guān)系
根據(jù)現(xiàn)代設(shè)備管理工程理論,設(shè)備損失可概括為6個部分(常被稱作“設(shè)備6大損失”),它們是:①故障停機損失;②設(shè)置、調(diào)整和初始化損失;③速度降低損失;④空運轉(zhuǎn)與短暫停機損失;⑤返修與廢品損失;⑥初期不良損失。
設(shè)備6大損失恰是OEE三要素的研究對象:時間開動率研究的是時間損失(時間損失包括6大損失中的①與②),性能開動率研究的是速度損失(速度損失包括6大損失中的③與④);合格品率研究的是質(zhì)量損失(質(zhì)量損失包括6大損失中的⑤與⑥)。
3.4 分析與改進措施
性能開動率低,這與“速度降低損失”和“空運轉(zhuǎn)與短暫停機損失”有直接關(guān)聯(lián)。這一分析結(jié)果,與我們車間現(xiàn)場觀察情況是極其相符的。由此,我們提出以下改進措施:(1)提高沖壓機運行速度:其速度應(yīng)按照操作規(guī)程的要求設(shè)置到位;對于有底盤的、振動很大的2臺沖壓機,應(yīng)在其底盤與地面之間增加減振效果良好的隔振墊,確保沖壓機能夠在操作規(guī)程規(guī)定的運行速度下安全可靠運行。(2)提高剪切機運行速度:其速度應(yīng)設(shè)置為約大于或等于填料帶成形速度,即沖壓機運行速度×填料帶波距(筆者注:在此運行速度下制作的規(guī)整填料,經(jīng)測試滿足技術(shù)標準關(guān)于清潔度的要求)。(3)為消除填料片剪切后的短暫停機時間,建議履行設(shè)備變更程序,取消剪切機上的、人性化而非安全保障的“防呆設(shè)計”功能;同時為避免因取消“防呆設(shè)計”功能后操作人員勞動強度的過多增加,建議改變車間作息時間:將原先餐前、餐后各15分鐘的休息時間,調(diào)整為上午中途和下午中途各15分鐘的休息時間。
表1 填料片長度計算表
表2 OEE的計算
3.5 改進試驗后的OEE計算
改進后的OEE計算,見表2中研究項次4給出的計算結(jié)果:OEE上升為76%;表2備注欄5也表明,此時的性能開動率上升為78.3%。
通過對規(guī)整填料生產(chǎn)線OEE的初步研究,我們采取了有針對性的改進措施,較滿意地達到了我們的提升初衷:OEE由原先的40%~64%提升到76%(當然還存在著有待于今后進一步提升的空間)。在推進TPM和精益生產(chǎn)的實踐中,我們真切感受到:OEE既是衡量設(shè)備生產(chǎn)效率的科學指標,又是幫助尋找生產(chǎn)效率提升手段的有效工具;在運用OEE工具的時候,我們還必須進行切合實際的分析與判斷,找出關(guān)鍵途徑和改進措施,不能陷入那些“刻意追求面廣的OEE、形式化的OEE和不切實際的OEE”的認識誤區(qū),這些認識誤區(qū)只會帶來誤解和事倍功半的結(jié)果,影響OEE工具的作用發(fā)揮。
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1671-0711(2016)11(下)-0038-03